Требования к конструкции автомобиля лекция
Требования, предъявляемые к конструкции автомобилей
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет
имени Т.Ф. Горбачева»
ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ
Рекомендовано учебно-методической комиссией направления подготовки бакалавров 190700.62 «Технология транспортных процессов» профилей 190701.62 «Организация перевозок на автомобильном транспорте» и 190709.62 «Организация и безопасность движения» в качестве электронного издания для использования в учебном процессе
ВВЕДЕНИЕ
Особенностью развития автомобилестроения в настоящее время является выдвижение ряда новых и весьма важных проблем, связанных с обеспечением качества автомобилей.
Для создания автомобиля высокого качества конструктор должен хорошо знать функциональное назначение агрегатов и систем автомобилей, предъявляемые к ним общие и специфические требования, особенности их современных конструкций и методы расчетов.
Бакалавру по направлению «Технология транспортных процессов» знание основ конструирования и расчета агрегатов и систем автомобилей необходимо с точки зрения оценки их эксплуатационных возможностей (знание расчетных и допустимых нагрузок позволяет установить режимы правильной эксплуатации автомобиля).
Настоящее учебное пособие написано в соответствии с рабочей программой курса «Основы конструирования автомобилей».
Данный курс имеет целью:
· ознакомить студентов с основными требованиями к конструкциям агрегатов и систем автомобилей, развить навыки по критическому анализу новых конструкций;
· дать сведения о нагрузочных и расчетных режимах агрегатов и систем автомобилей, имеющих место в различных условиях эксплуатации;
· сообщить основные сведения о рабочих процессах и современных методах расчета деталей автомобиля на прочность, жесткость, выносливость, долговечность, нагрев.
· научить оценивать величины нагрузок и напряжений, а также вероятные износы деталей.
Изучению данного курса должно предшествовать изучение устройства и теории автомобиля, а также общетехнических дисциплин.
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ
Свойства автомобилей
Автомобиль обладает целым рядом свойств, которые характеризуют его как транспортное средство, предназначенное для перевозки грузов, пассажиров, специального оборудования и как объект безопасности движения.
Обычно рассматривают следующие свойства автомобиля: эксплуатационные, потребительские и свойства безопасности.
Эксплуатационные свойства характеризуют выполнение автомобилем транспортных и специальных работ. Они определяют приспособленность автомобиля к условиям эксплуатации, а так же эффективность и удобство использования автомобиля.
Эксплуатационные свойства автомобиля подразделяются на две основные группы: эксплуатационные свойства, связанные с движением автомобиля и не связанные с его движением.
Тягово-скоростные и тормозные свойства, топливная экономичность, управляемость, поворачиваемость, маневренность, устойчивость, проходимость, плавность хода, экологичность и безопасность движения обеспечивают движение автомобиля и определяют его закономерности.
Вместимость, прочность, долговечность, приспособленность к техническому обслуживанию и ремонту, к погрузочно-разгрузочным работам, к посадке и высадке пассажиров во многом определяют эффективность и удобство использования автомобиля.
Эксплуатационные свойства, обеспечивающие движение автомобиля, существенно зависят от конструкции и технического состояния систем и механизмов автомобиля. Чем совершеннее конструкция автомобиля и лучше его техническое состояние, тем выше эксплуатационные свойства автомобиля. Системы и механизмы автомобиля проектируют таким образом, чтобы получить эксплуатационные свойства, требуемые для заданных условий эксплуатации и обеспечивающие эффективное использование автомобиля в этих условиях.
Связь эксплуатационных свойств, обеспечивающих движение автомобиля, с системами и механизмами автомобиля, конструкция и техническое состояние которых оказывают наибольшее влияние на эти свойства, показана ниже.
Потребительские свойства особенно важны для легкового автомобиля, так как характеризуют способность автомобиля удовлетворять требованиям его владельцев. Потребительскими свойствами легкового автомобиля являются: устройство посадки и высадки водителя и пассажиров, наличие эффективных систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, электроподъемников стекол, аудиосистемы, встроенного телефона, телевизора, качество материалов обивки салона, престижность и соответствие моде.
Свойства безопасности характеризуют активную, пассивную, послеаварийную и экологическую безопасность автомобиля.
Активная безопасность – это свойство автомобиля снижать вероятность возникновения ДТП и полностью его предотвращать. Оно проявляется в опасной дорожной обстановке, когда водитель еще может изменить характер движения автомобиля. Активную безопасность автомобилю обеспечивают его высокие тягово-скоростные и тормозные свойства, хорошие устойчивость, управляемость, маневренность, недостаточная поворачиваемость, высокая плавность хода, хорошие обзорность и комфортабельность, резко снижающие утомляемость водителя и создающие условия для длительной безаварийной работы.
Пассивная безопасность – это свойство автомобиля уменьшать тяжесть последствий ДТП в его кульминационной фазе. Проявляется оно, когда водитель уже не в состоянии управлять автомобилем и изменять характер его движения, т.е. при столкновении, наезде, опрокидывании. Различают внутреннюю пассивную безопасность, снижающую травматизм пассажиров, водителя и обеспечивающую сохранность груза, и внешнюю пассивную безопасность, которая уменьшает вероятность нанесения вреда другим участникам движения.
К конструктивным мероприятиям, обеспечивающим внутреннюю пассивную безопасность, относят создание жизненного пространства, снижение инерционных нагрузок в процессе удара, ограничение перемещений людей внутри автомобиля, ограничение перемещения грузов и других предметов, находящихся в автомобиле. Обеспечивают внутреннюю пассивную безопасность высокая прочность салона, ремни безопасности, надувные подушки безопасности, травмобезопасное рулевое колесо, подголовники, надежные стекла.
Конструктивные мероприятия, обеспечивающие внешнюю пассивную безопасность, предназначены для уменьшения травмирования пешеходов, сохранения как самого автомобиля, так и окружающих его автомобилей и предметов.
Указанные функции элементов внешней пассивной безопасности обеспечивают соответствующим оформлением наружных выступов автомобилей; применением защитных устройств, предотвращающих попадание пешеходов под колеса автомобилей, а также попадание автомобилей малого размера под крупногабаритные транспортные средства; конструкцией и расположением бамперов автомобиля.
Послеаварийная безопасность – это свойство автомобиля уменьшать тяжесть последствий ДТП в его конечной фазе и предотвращать возникновение новых аварий. Послеаварийная безопасность обеспечивается эвакоприспособленностью, пожаробезопасностью и герметичностью автомобиля.
Эвакоприспособленность зависит от конструкции замков, дверей, наличия запасных выходов, аварийной сигнализации, медицинской аптечки. Конструкция системы питания двигателя и расположение топливного бака на автомобиле обеспечивают пожаробезопасность. Обязательной является комплектация автомобиля одним или несколькими огнетушителями.
Экологическая безопасность – это свойство автомобиля уменьшать вред, наносимый участникам движения и окружающей среде в процессе эксплуатации. Экологическая безопасность автомобиля обеспечивается конструкцией отдельных систем, механизмов и их элементов, снижающих создаваемый автомобилем шум и уменьшающих токсичность отработавших газов. Кроме того, экологическая безопасность достигается использованием экологически безвредных материалов и приспособленностью автомобиля к утилизации, т.е. повторной переработке после выхода из строя автомобиля, его систем и механизмов.
Параметры безопасности регламентируются ГОСТами и Правилами ЕЭК ООН, применяемыми в России.
Требования, предъявляемые к конструкции автомобилей
Процесс конструирования автомобиля – это поиск компромиссных решений для удовлетворения постоянно возрастающих и часто противоречивых требований. Так, для повышения безотказности и долговечности узлов и агрегатов автомобиля в ряде случаев требуется увеличивать их массу, что ведет к повышению стоимости конструкции и расхода материала; при введении автоматической трансмиссии облегчается управление автомобилем, но усложняется его производство и повышается стоимость и т.д.
Поэтому важно определить для каждого типа автомобиля, исходя из его назначения, основные требования, которые необходимо удовлетворить даже за счет снижения некоторых качественных характеристик. При этом наиболее рациональные значения параметров можно установить только путем комплексного технико-экономического анализа, при котором совместно рассматриваются конструктивные и эксплуатационные свойства автомобиля.
К конструкции автомобиля предъявляется целый ряд требований. К ним относятся эксплуатационные, производственные, социальные (в т.ч. потребительские), законодательные требования и требования конкурентоспособности.
Эксплуатационные требования – высокие тягово-скоростные и тормозные свойства, топливная экономичность, хорошие управляемость, маневренность, устойчивость, плавность хода, проходимость, недостаточная поворачиваемость, надежность, технологичность обслуживания и ремонта, минимальная себестоимость транспортных работ. Эксплуатационные требования во многом зависят от условий эксплуатации, т.е. на каких дорогах, в каких климатических зонах будет работать автомобиль, а также какие грузы и каких пассажиров предусматривается перевозить.
Производственные требования – соответствие конструкции автомобиля технологическим возможностям завода-изготовителя, а также минимальные расход материалов, трудоемкость и себестоимость при производстве.
Социальные и законодательные требования– безопасность и комфортабельность, легкость управления, небольшая стоимость автомобиля и его эксплуатации, безотказность и ремонтопригодность.
При проектировании автомобиля к его системам, агрегатам и механизмам дополнительно предъявляются общие и специальные требования.
Общими требованиями ко всем системам, агрегатам и механизмам являются следующие: минимальные размеры и масса, простота конструкции и обслуживания, технологичность, ремонтопригодность и низкий уровень шума.
Специальные требования предъявляются дополнительно к каждой системе, каждому агрегату и механизму с учетом их назначения, особенностей конструкции и рабочих процессов.
Все перечисленные требования не могут быть удовлетворены полностью, поскольку входят в противоречие как между собой, так и с требованиями снижения стоимости, поэтому процесс конструирования автомобиля основан на принятии компромиссных решений, обеспечивающих оптимальное на момент разработки сочетание различных свойств, совокупность которых определяет качество автомобиля.
Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 2439 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Требования к конструкции автомобиля лекция
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Автомобильные транспортные средства
Технические требования и методы испытаний
Vehicles. Training cars. Technical requirements and test methods
Дата введения 2014-09-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ» (ФГУП «НАМИ»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 56 «Дорожный транспорт»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 2148-ст
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2019 г.
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 51266 Автомобильные транспортные средства. Обзорность с места водителя. Технические требования. Методы испытаний
ГОСТ Р 52051 Механические транспортные средства и прицепы. Классификация и определения
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 учебный автомобиль: АТС, предназначенное для обучения лиц, не имеющих права на управление транспортным средством или желающих получить право на управление транспортными средствами дополнительных категорий.
3.2 инструктор: Лицо, проводящее обучение управлению на учебном автомобиле.
3.3 рабочее место инструктора: Штатное место в учебном автомобиле, предназначенное для инструктора во время проведения учебных занятий и оборудованное дублирующими органами управления и устройствами непрямого обзора.
3.4 курсант: Лицо, проходящее обучение управлением АТС соответствующей категории.
3.5 кандидат в водители: Лицо, прошедшее обучение управлению АТС, сдающее квалификационный экзамен на получение права управления АТС соответствующей категории.
3.6 учебная площадка: Закрытое пространство, оборудованное набором тренажеров для отработки приемов управления АТС, не предназначенное для движения АТС, не являющихся учебными.
3.7 дублирующие органы управления: Органы управления учебного автомобиля, расположенные на рабочем месте инструктора, отличные от штатных органов управления учебного автомобиля, предназначенные для вмешательства инструктора (экзаменатора) в процесс управления учебным автомобилем при возникновении нештатной ситуации, угрожающей безопасности лиц, находящихся в учебном автомобиле, или пешеходов, или других участников дорожного движения.
3.8 уровень репрезентативности: Величина, выраженная в процентах, соответствующая части населения при сплошном отборе индивидов, у которых численное значение какого-либо антропометрического признака (рост человека) не более его заданного значения.
4 Общие технические требования к дублирующим органам управления
4.1 Дублирующие органы управления, устанавливаемые на учебном автомобиле, должны дублировать как минимум органы управления тормозами и сцеплением на автомобиле с механической коробкой передач или тормозами на автомобиле с автоматической коробкой передач.
4.2 На комплекте дублирующих органов управления должен быть нанесен фабричный или торговый знак изготовителя. Эта маркировка должна быть четкой и нестираемой.
4.3 Конструкция дублирующих органов управления должна давать возможность управлять ими инструктору от 5 до 95 уровня репрезентативности.
4.4 Металлические части дублирующих органов управления должны иметь защитное покрытие от коррозии.
4.5 Педали управления, если смотреть с сиденья инструктора, должны располагаться в следующем порядке слева направо в зависимости от вида коробки передач: педаль сцепления, педаль тормоза и педаль подачи топлива при ее наличии.
4.6 Размеры, определяющие взаимное положение педалей и их расположение относительно внутреннего пространства кузова по [1].
4.7 Конструкция дублирующих органов управления должна обеспечивать их быстрый демонтаж или приведение в нерабочее состояние с тем, чтобы исключить несанкционированное их использование пассажирами на рабочем месте инструктора.
4.8 Сигнализация о выполнении управляющего воздействия на дублирующие органы управления
4.8.1 Конструкция дублирующих педалей управления должна предусматривать включение внешних штатных сигналов торможения учебного автомобиля при воздействии на дублирующую педаль тормоза.
Данный пункт обязателен для учебных автомобилей, оборудованных аппаратно-программным комплексом аудио- и видеонаблюдения.
Сигнализация нажатия дублирующих педалей управления может осуществляться штатным внутренним осветительным оборудованием АТС или дополнительными сигнальными лампами и плафонами, установленными в зоне обзорности курсанта (кандидата в водители), инструктора и сидящих сзади пассажиров.
Сигнализация нажатия дублирующих педалей управления может быть также звуковой или комплексной: световой и звуковой.
4.9 Все элементы конструкции дублирующих органов управления, находящиеся в передней части салона над уровнем приборного щитка перед сиденьем инструктора, изготовленные из материала, твердость которого по Шору А превышает 50 единиц, должны иметь закругленные края, радиус кривизны которых составляет не менее 2,5 мм.
4.10 Если крепление дублирующих органов управления расположено в районе нижнего края приборного щитка, металлические несущие элементы не должны иметь выступающих краев.
4.11 Если после установки дублирующих органов управления нижний край приборного щитка не удовлетворяет условиям по 4.9, то он должен быть закругленным, причем радиус кривизны должен составлять не менее 19 мм.
5 Технические требования к установке дублирующих органов управления
5.1 Конструкция и установка дублирующих органов управления и их приводов должны обеспечивать удобство доступа в салон учебного автомобиля и на рабочее место водителя и инструктора (экзаменатора).
5.2 Дублирующие органы управления не должны мешать возможности управлять учебным автомобилем с помощью штатных органов управления.
5.3 Конструкция приводов дублирующих органов управления не должна изменять расположение штатных органов управления АТС.
5.4 Конструкция и исполнение приводов должны обеспечивать надежную передачу и траекторию движения дублирующих органов управления без заметных деформаций элементов и звеньев приводов.
5.5 Дублирующие органы управления должны быть расположены относительно сиденья переднего пассажира аналогично расположению штатных органов управления относительно сиденья водителя.
5.6 Левая нога инструктора в нерабочем положении должна иметь возможность опираться на поверхность пола или упор для ноги таким образом, чтобы она не могла застрять в дублирующих органах управления.
5.7 На учебном автомобиле должна быть обеспечена возможность управляющего воздействия до упора на любой дублирующий орган управления, исключающая несанкционированное нажатие на другие органы управления системами АТС.
5.8 При перемещении штатных органов управления управляющее воздействие не должно передаваться на дублирующие органы управления, и наоборот, при перемещении дублирующих органов управления управляющее воздействие должно передаваться на штатные органы управления.
5.9 После установки и регулировки дублирующих органов управления рабочие и свободные перемещения штатных органов управления не должны уменьшаться.
5.10 Рабочие перемещения дублирующих органов управления должны быть не менее рабочих перемещений штатных органов управления.
5.12 Эффективность рабочей тормозной системы при управлении дублирующей педалью тормоза должна соответствовать [2]*.
5.13 Максимальное усилие на дублирующей педали привода сцепления при полном рабочем ходе должно быть не более 25 даН для учебных автомобилей.
5.14 При установке дублирующих органов управления учебный автомобиль категории должен соответствовать [3].
5.15 Установка дублирующих органов управления не должна нарушать соответствие учебного автомобиля ГОСТ 51266*.
5.16 В том случае, если рабочее место инструктора оборудуют дополнительными устройствами непрямого обзора, эти средства обзора не должны нарушать соответствие учебного автомобиля ГОСТ Р 51266 и [4].
6 Методы испытаний
6.1 Требования к средствам измерений
Требования безопасной эксплуатации транспортных средств
Актуально
Не убран мусор, яма на дороге, не горит фонарь? Столкнулись с проблемой — сообщите о ней!
Требования безопасной эксплуатации автотранспортных средств.
Следует иметь в виду, что даже автомобили одной модели, выпущенные практически одновременно, обладают выраженными индивидуальными особенностями поведения на дороге. Использовать полностью скоростные и динамические возможности автомобиля рекомендуется по мере «привыкания» к нему, постижения его характера и только после прохождения автомобилем первых 2000-3000 км с соблюдением ограничений, указанных в подразделе «Обкатка автомобиля».
Не допускайте работу двигателя с частотой вращения коленчатого вала, при которой стрелка тахометра находится в красной зоне шкалы.
Запрещается начинать движение автомобиля с места «на стартере». Трогаться с места на автомобиле с механической коробкой передач можно только на первой передаче при полностью отпущенном рычаге стояночного тормоза, плавно отпуская педаль сцепления.
Не превышайте нормы грузоподъемности, указанные в технической характеристике автомобиля: перегрузка приводит к повышенному износу шин и деталей подвески, к потере курсовой устойчивости.
Не допускайте движения по дорогам с низким качеством покрытия на повышенных скоростях. «Пробои» подвески, которыми, как правило, сопровождается движение в таких режимах, приводят к повреждению и деформации узлов ходовой части автомобиля. В этом случае также могут возникать повреждения и деформации кузова.
Регулярно проверяйте давление воздуха в шинах: пониженное давление приводит к их интенсивному износу. Разница давления в шинах 0,2-0,3 атм становится причиной ухудшения управляемости автомобиля.
Регулярно проверяйте состояние защитных резиновых чехлов шаровых опор, шарниров равных угловых скоростей и шарниров рулевых тяг. Поврежденные чехлы надо заменить, поскольку вода и грязь быстро выведут механизмы из строя.
Для заправки используйте горюче-смазочные материалы и эксплуатационные жидкости, рекомендованные заводом-изготовителем.
Регулярно проверяйте состояние клемм аккумуляторной батареи и крепление проводов на них. Ослабленное крепление или окисление клемм может вывести из строя электронные приборы автомобиля.
Запомните, что клеммы аккумуляторной батареи разного диаметра: положительная клемма больше отрицательной. Следите за тем, чтобы провода были подсоединены в соответствии с указанной на их наконечниках и клеммах полярностью.
При заряде аккумуляторной батареи непосредственно на автомобиле от внешнего источника тока обязательно отключите ее от генератора (отсоедините провод от клеммы «+»аккумуляторной батареи).
Утеплитель для автомобиля позволяет сохранить тепло в двигателе, системе его охлаждения и аккумуляторной батарее. Благодаря утеплению автовладелец может быстрее прогреть двигатель в мороз(сэкономив при этом топливо), нагреть салон, избавиться от наледи на капоте.
Однако утеплитель для машины имеет и недостатки. Среди них —возможность возникновения перегрева, падение мощности мотора, вероятность возгорания некачественного изделия. Низкий срок эксплуатации большинства таких «одеял» (около одного-двух лет) при их достаточно высокой стоимости еще больше расстраивают автовладельцев. Преимущества и недостатки автоодеяла
Опыт использования утеплителя для автомобиля идет корнями еще в старые времена, когда автомобили были карбюраторными, и повсеместно использовался 76-й бензин. Естественно, что такие машины в мороз грелись очень медленно, а остывали, соответственно, быстро. Однако эти времена давно ушли, машины стали инжекторными, а бензин более высокооктановым.
Соответственно, время на их прогрев тратится меньше. В настоящее время существует три типа утеплителей —двигателя, радиатора и аккумуляторной батареи.
Преимущества его использования заключаются в следующем:
Грузовые и легковые автомобили должны комплектоваться порошковыми или хладоновыми огнетушителями с вместимостью корпуса не менее 2 л (типа ОП-2 или ОХ-2).Автобусы особо малого класса (типа «Газель», РАФ и др.) оснащаются, как минимум, одним огнетушителем типа ОП-2; автобусы малого класса (ПАЗ и др.) —двумя огнетушителями ОП-2; автобусы среднего класса (ЛАЗ, ЛиАЗ, МАЗ и др.) и другие автотранспортные средства для перевозки людей —двумя огнетушителями (один в кабине ОП-5, другой в салоне ОП-2).
Автоцистерны для перевозки нефтепродуктов и транспортные средства для перевозки опасных грузов должны оснащаться, как минимум, двумя огнетушителями типа ОП-5: один должен находиться на шасси, а второй —на цистерне или в кузове с грузом.•На большегрузных внедорожных автомобилях-самосвалах должен быть установлен один огнетушитель типа ОП-5.•
Передвижные лаборатории, мастерские и другие транспортные средства типа фургона, смонтированного на автомобильном шасси, должны быть укомплектованы двухлитровыми огнетушителями соответствующего типа в зависимости от класса возможного пожара и особенностей смонтированного оборудования.
На всех автомобилях огнетушители должны располагаться в кабине, в непосредственной близости от водителя или в легкодоступном месте.
Запрещается хранение огнетушителей в багажнике, кузове и в других местах, доступ к которым затруднен.
Огнетушители, размещаемые вне кабины, следует защищать от воздействия осадков, солнечных лучей и грязи
Конструкция кронштейна должна быть надежной, чтобы исключалась вероятность выпадения из него огнетушителя при движении автомобиля, а также при столкновении или ударе его о препятствие.